JP2011064132A - 建設機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】液体還元剤タンクを、外部熱の影響を受けにくい遮蔽された環境で、しかも嵩上げ用の専用のタンク台を用いずに、補給が容易な状態で設置できるとともに、燃料タンクの容量減少を最小限に抑える。
【解決手段】尿素水等の液体還元剤を用いて排ガス中の窒素酸化物を還元浄化するように構成された建設機械において、燃料タンク１４の上面に段差１４ａを設けて、相対的に高さの高い高位面１４ｂと高さの低い低位面１４ｃとを形成する。低位面１４ｃの上方における高位面１４ｂとほぼ同じ高さ位置にタンクカバー２３を設けて液体還元剤タンク設置空間を形成し、同空間に液体還元剤タンク２２を設置した。
【選択図】図３

Description

本発明は液体還元剤を用いて排ガス中の窒素酸化物(ＮＯｘ)を還元浄化するシステムを備えた建設機械に関するものである。
建設機械の排ガス浄化システムとして、マフラーに設けられた還元触媒の上流側に尿素水等の液体還元剤を供給し、還元反応を促進させる技術が公知である。
この液体還元剤は液体還元剤タンクに貯留され、燃料の消費に応じた比率(たとえば燃料の数％)で消費されるため、通常、燃料補給と同じタイミングで補給される。従って、燃料と液体還元剤の補給能率を上げるために、液体還元剤タンクは燃料タンクの近くに設置するのが望ましい。
また、液体還元剤は温度によって品質、性能が変化するため、液体還元剤タンクは太陽熱やエンジン熱、外気温度等の外部熱の影響を受けにくい、隠蔽された環境で設置するのが望ましい。
従来、油圧ショベル等の建設機械において、上記条件を満足する環境で液体還元剤タンクを設置する技術として、上部旋回体のアッパーフレームにおける燃料タンクの近くに開閉自在な工具類収納箱を設け、この工具類収納箱内に液体還元剤タンクを配置した技術が公知である。
特開２００８−２４０６７６号公報
しかし、上記公知技術によると、次の欠点があった。
(Ａ) 液体還元剤タンクは燃料タンクと比べて、内容量の違いから遥かに小さくて高さも低い。従って、燃料タンクと同じ面に設置された工具類収納箱内に液体還元剤タンクを設置する公知技術によると、同タンクの補給口が燃料タンクの給油口よりもかなり低位に位置する。
このため、液体還元剤をポリタンク等の補給タンクから液体還元剤タンクに補給する作業が面倒となる。
また、対策として専用のタンク台を用いて嵩上げすると、コスト、スペースの点で不利となる。
(Ｂ) 液体還元剤タンクを収容する分、工具類収納箱の平面サイズを拡張しなければならないため、同収納箱と燃料タンクを限られたスペース内で並んで設置するとなると、工具類収納箱の平面サイズの拡張分、燃料タンクの平面サイズをカットしなければならない。このため、燃料タンクの容量が大幅に減少し、連続作業時間が短縮される。
そこで本発明は、液体還元剤タンクを、外部熱の影響を受けにくい遮蔽された環境で、しかも嵩上げ用の専用のタンク台を用いずに、補給が容易な状態で設置できるとともに、燃料タンクの容量減少を最小限に抑えることができる建設機械を提供するものである。
請求項１の発明は、エンジンに供給される燃料を貯留する燃料タンクと、液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクとを備え、上記エンジンからの排ガス中の窒素酸化物を上記液体還元剤タンク内の液体還元剤を用いて還元浄化するように構成された建設機械において、上記燃料タンクの上面に段差を設けて、相対的に高さの高い高位面と高さの低い低位面とを形成するとともに、上記低位面の上方における上記高位面とほぼ同じ高さ位置にタンクカバーを設けて液体還元剤タンク設置空間を形成し、上記液体還元剤タンクを、同タンクに上記液体還元剤を補給するための補給口が上記液体還元剤タンクカバーの下面に接近する状態で上記液体還元剤タンク設置空間に設置したものである。
請求項２の発明は、請求項１の構成において、上記燃料タンクを、高位面と低位面が階段状に連続する、側面から見てＬ字形に形成したものである。
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体の後部にエンジンルームを設ける一方、このエンジンルーム前方の左右片側に上記燃料タンクを設け、上記低位面を燃料タンクの前面側に形成したものである。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、上記タンクカバーに、液体還元剤タンクに対する液体還元剤の補給のための開閉蓋を設けたものである。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの構成において、油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブを液体還元剤タンクに近接して設け、このコントロールバルブからの熱を液体還元剤タンクに対して遮断する遮熱部材を液体還元剤タンクとコントロールバルブとの間に設けたものである。
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの構成において、下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体の後部に、ボンネットによって上面側が開閉されるエンジンルーム、このエンジンルーム前方の左右片側に上記燃料タンクをそれぞれ設けるとともに、この燃料タンクの前面側に上記液体還元剤タンク、さらにその前方にフロントカバーで覆われた機器室をそれぞれ設け、上記タンクカバーを上記フロントカバーと一体に形成したものである。
請求項７の発明は、請求項６の構成において、上記フロントカバーの上面に、上部旋回体の前端部から上記ボンネットに向かって先上がりとなる昇降階段を、上記タンクカバーがこの昇降階段の一部をなす状態で設けたものである。
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかの構成において、下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体に、起伏自在な作業アタッチメントを構成するブームの基端部を、起伏支点となるブームフットピンによって取付け、上記液体還元剤タンク設置空間を、このブームフットピンを軸方向に抜き差しするためのブームフットピン挿脱線上に配置したものである。
本発明によると、燃料タンクの上面に段差を設けて、相対的に高さの高い高位面と高さの低い低位面とを形成するとともに、低位面の上方における上記高位面とほぼ同じ高さ位置にタンクカバーを設けて液体還元剤タンク設置空間を形成し、同空間に液体還元剤タンクを設置したから、同タンクを、タンクカバーで覆った、外部熱の影響を受けない遮蔽された環境で設置することができる。
しかも、燃料タンクに低位面を設け、これを台にして液体還元剤タンクを設置するため、専用のタンク台を用いずに、補給口を燃料タンクの給油口に近い高さ位置まで上げることができる。
また、燃料タンクの、液体還元剤タンク設置部分を上から下までカットするのではなく、段差を設ける形で必要最小限部分のみをカットすればよい。
すなわち、液体還元剤タンクを、外部熱の影響を受けない遮蔽された環境で、しかも嵩上げ用の専用のタンク台を用いずに、補給が容易な状態で設置できるとともに、燃料タンクの容量減少を最小限に抑えることができる。
この場合、請求項２の発明によると、燃料タンクを、高位面と低位面が階段状に連続する、側面から見てＬ字形に形成したから、液体還元剤タンクを多方向に出し入れすることができる。このため、タンク内清掃等のための出し入れが簡単となる。
請求項３の発明によると、燃料タンクがエンジンルームの前方に設置される場合に、燃料タンクの低位面をタンク前面側に形成したから、いいかえれば、液体還元剤タンクがエンジンルームに対して燃料タンクの高位面側の部分で遮蔽される状態で設置したから、エンジンルームの熱を液体還元剤タンクに対して遮断することができる。
請求項４の発明によると、タンクカバーに、液体還元剤タンクに対する液体還元剤の補給のための開閉蓋を設けたから、液体還元剤の補給時にカバー全体を脱着する必要がない。このため、液体還元剤の補給が簡単となる。
請求項５の発明によると、油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブを液体還元剤タンクに近接して設ける場合に、このコントロールバルブから液体還元剤タンクへの伝熱を遮熱部材により遮断することができる。このため、コントロールバルブ熱による液体還元剤の温度上昇を抑えることができる。
請求項６，７の発明によると、ボンネットによって上面側が開閉されるエンジンルームの前方に燃料タンク、この燃料タンクの前面側に液体還元剤タンク、さらにその前方にフロントカバーで覆われた機器室をそれぞれ設けるレイアウトをとる場合に、タンクカバーをフロントカバーと一体に形成したから、組立が簡単でコストが安くてすむ。
ここで、請求項７の発明によると、フロントカバーに、上部旋回体の前端部からボンネットに向かって先上がりとなる昇降階段を設ける機械において、タンクカバーをこの昇降階段の一部をなす状態で設けたから、タンクカバーが昇降の障害となったり、同カバーによって昇降階段が頂部付近で途切れてしまったりする弊害を防止することができる。
請求項８の発明によると、作業アタッチメントを構成するブームの基端部を起伏支点となるブームフットピンによって上部旋回体に取付け、このブームフットピンを軸方向に抜き差しする構成を前提として、液体還元剤タンク設置空間を、ブームフットピンを軸方向に抜き差しするためのブームフットピン挿脱線上に配置したから、ブームフットピンを、液体還元剤タンク設置空間を通るルートで抜き差しすることができる。
すなわち、液体還元剤タンク設置空間がピン挿脱空間を兼ねるため、独立したピン挿脱空間を別途確保する必要がなく、機器配置上有利となる。
この場合、液体還元剤タンクは小型軽量であるため、同タンクがピン抜き差しの邪魔になるときは同タンクを簡単に移動させることができる。あるいは、同タンクにピン抜き差しのための切欠を設けてもよい。
本発明の実施形態に係るショベルの一部を切り欠いた概略側面図である。 同ショベルの一部を切り欠いた概略平面図である。 同ショベルの上部旋回体の斜視図である。 燃料タンク及び液体還元剤タンクの斜視図である。 図２のＶ−Ｖ線断面図である。 本発明の他の実施形態にかかる燃料タンク及び液体還元剤タンクの斜視図である。 本発明のまた別の実施形態にかかる燃料タンク及び液体還元剤タンクの斜視図である。
本発明の実施形態を図によって説明する。
実施形態はショベルを適用対象としている。
基本実施形態(図１〜図５参照)
(Ｉ) 基本構成
ショベルは、図１〜図３に示すように、クローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が、地面に対して鉛直となる縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２の前部に、ブーム３、アーム４、バケット５を備えた作業アタッチメント６が取付けられて構成される。
上部旋回体２には、ベースとなるアッパーフレーム７の前部左側にキャビン８、後端部にカウンタウェイト９がそれぞれ設けられるとともに、後部(カウンタウェイト９の前方)にエンジンルーム１０が設けられている。
このエンジンルーム１０には、動力源としてのエンジン１１と、エンジンまわりの機器類(油圧ポンプ１２や図示しない熱交換器等)が左右方向に設置されている。
なお、この明細書において、「前後」「左右」はキャビン８内に着座したオペレータから見た方向性をいう。
エンジンルーム１０の上面部にはボンネット１３が後側を支点として開閉自在に設けられ、このボンネット１３を開いてエンジンルーム上面側からのエンジン１１その他に対するメンテナンスが行われる。
一方、上部旋回体２の右側には、エンジンルーム１０に近い位置に燃料タンク１４及び作動油タンク１５が左右に並設されるとともに、この両タンク１４，１５の前方に、フロントカバー１６で覆われた機器室１７(図１，５参照)が設けられ、この機器室１７に、油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブ１８が設けられている。
また、フロントカバー１６の上面側には、ボンネット１３に向かって先上がりとなる昇降階段１９が同カバー１６と一体に形成され、作業者が、機械前方からこの昇降階段１９を上ってエンジンルーム上方にアクセスし、ボンネット１３の開閉及びメンテナンス作業を行い得るようになっている。
さらに、エンジンルーム１０のほぼ中央部の前面側に、エンジンルーム内の高温空気を外部に放出する排気ダクト２０(図２，３参照)が前向きに突出して設けられている。この排気ダクト２０の上面は、メンテナンス作業時の足場を兼ねる。
作業アタッチメント６を構成するブーム３の基端部は、排気ダクト２０の前方でブームフットピン２１(図２，５参照)によってアッパーフレーム７に取付けられ、このブームフットピン２１を中心として起伏する。
ブームフットピン２１は、ブーム３の脱着に際してピン軸心Ｏ(図２参照)に沿ってピン軸方向に抜き差しされる。
(ＩＩ) 液体還元剤タンク２２の設置に関する構成
燃料タンク１４は、エンジンルーム１０に接する後側半部と前側半部との間に段差１４ａが設けられて、相対的に高さの高い高位面１４ｂと高さの低い低位面１４ｃとが階段状に連続するＬ字形に形成され、高位面１４ｂの上面に給油口１４ｄが設けられている。
そして、低位面１４ｃの上方における高位面１４ｂとほぼ同じ高さ位置(全く同じ高さ位置か上または下に少しの段差をもった高さ位置)にタンクカバー２３が設けられて、液体還元剤タンク設置空間Ｓが形成されている。
液体還元剤タンク２２は、その上面に設けられた補給口２２ａ(図３〜図５のみに符号を付している)がタンクカバー２３の下面に近接する状態、すなわち、燃料タンク１４の給油口１４ｄよりは低いがこれに近い高さ位置に来る状態で液体還元剤タンク設置空間Ｓに設置されている。
タンクカバー２３は、フロントカバー１６の後部側に、同カバー１６の一部であって昇降階段１９の頂部をなす状態で一体に形成され、液体還元剤タンク２２に面する部分に、同タンク２２に対する液体還元剤の補給のための開閉蓋２４が前側を中心として開閉自在に取付けられている。
また、フロントカバー１６の下面に、コントロールバルブ１８からの熱を液体還元剤タンク２２に対して遮断するための遮熱板(遮熱部材)２５が、液体還元剤タンク２２の前面側を覆う状態で設けられている。
なお、液体還元剤タンク設置空間Ｓは、図２，５に示すように、ブームフットピン２１を軸方向に抜き差しするためのブームフットピン挿脱線(ピン軸心)Ｏ上に配置され、このブームフットピン挿脱線Ｏと重なる同タンク前面一部に、ブームフットピン２１に対する逃げ用の切欠２２ｂが設けられている。
また、機器室１７の右側面には開閉自在なサイドカバー２６(図１，３参照)が設けられ、燃料タンク１４の前半部分と液体還元剤タンク２２、それにコントロールバルブ１８の各右側面がこのサイドカバー２６で覆われる。
このように、燃料タンク１４の上面に段差１４ａを設けて、相対的に高さの高い高位面１４ｂと高さの低い低位面１４ｃとを形成するとともに、低位面１４ｃの上方における高位面１４ｂとほぼ同じ高さ位置にタンクカバー２３を設けて液体還元剤タンク設置空間Ｓを形成し、同空間Ｓに液体還元剤タンク２２を設置したから、同タンク２２を、タンクカバー２３で上方から覆った、外部熱の影響を受けない遮蔽された環境で設置することができる。
しかも、燃料タンク１４に低位面１４ｃを設け、これを台にして液体還元剤タンク２２を設置するため、専用のタンク台を用いずに、補給口２２ａを燃料タンク１４の給油口１４ｄに近い高さ位置まで上げることができる。
また、燃料タンク１４の、液体還元剤タンク設置部分を上から下までカットするのではなく、段差１４ａを設ける形で必要最小限部分のみをカットすればよい。
すなわち、液体還元剤タンク２２を、外部熱の影響を受けない遮蔽された環境で、しかも嵩上げ用の専用のタンク台を用いずに、補給が容易な状態で設置できるとともに、燃料タンク１４の容量減少を最小限に抑えることができる。
加えて、この実施形態によると次の効果を得ることができる。
(ｉ) 燃料タンク１４を、高位面１４ｂと低位面１４ｃが階段状に連続する、側面から見てＬ字形に形成したから、液体還元剤タンク２２を多方向に出し入れすることができる。このため、タンク内清掃等のための出し入れが簡単となる。
(ｉｉ) 燃料タンク１４の低位面１４ｃを同タンク前面側に形成したから、いいかえれば、液体還元剤タンク２２をエンジンルーム１０に対して燃料タンク１４の高位面側の部分(後側半部)で遮蔽される状態で設置したから、エンジンルーム１０の熱を液体還元剤タンク２２に対して遮断することができる。このため、エンジンルーム熱による液体還元剤の温度上昇を抑制することができる。
(ｉｉｉ) タンクカバー２３に、液体還元剤タンク２２に対する液体還元剤の補給のための開閉蓋２４を設けたから、液体還元剤の補給時にタンクカバー２３(実施形態では同カバー２３が一体に形成されたフロントカバー１６)全体を脱着する必要がない。このため、液体還元剤の補給が簡単となる。
(ｉｖ) 油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブ１８を液体還元剤タンク２２に近接して設ける場合に、このコントロールバルブ１８から液体還元剤タンク２２への伝熱を遮熱板２５により遮断することができる。このため、コントロールバルブ熱による液体還元剤の温度上昇を抑えることができる。
(ｖ) タンクカバー２３を、機器室１７の上面側を覆うフロントカバー１６に一体に形成したから、組立が簡単でコストが安くてすむ。
(ｖｉ) タンクカバー２３を、フロントカバー１６に設けられた昇降階段１９の一部をなす状態で設けたから、タンクカバー２３が昇降の障害となったり、同カバー２３によって昇降階段１９が頂部付近で途切れてしまったりする弊害を防止することができる。
(ｖｉｉ) 液体還元剤タンク設置空間Ｓを、ブームフットピン２１を軸方向に抜き差しするためのブームフットピン挿脱線Ｏ上に配置したから、ブームフットピン２１を、液体還元剤タンク設置空間Ｓを通るルートで抜き差しすることができる。
すなわち、液体還元剤タンク設置空間Ｓがピン挿脱空間を兼ねるため、独立したピン挿脱空間を別途確保する必要がなく、機器配置上有利となる。
この場合、液体還元剤タンク２２の前面一部にブームフットピン２１に対する逃げ用の切欠２２ｂを設けているため、ブームフットピン抜き差し時に同タンク２２を移動させる必要がない。
なお、液体還元剤タンク２２は小型軽量で簡単に移動させることができるため、切欠２２ｂを設けずに、同タンク２２をピン抜き差しの邪魔にならない位置まで移動させるようにしてもよい。
他の実施形態
液体還元剤タンク２２の他の形状例として、図６に示すように同タンク２２を実施形態と前後逆向き、すなわち、後面側に低位面１４ｃが来る、左側面から見てＬ字形に形成してもよい。
あるいは、図７に示すように、液体還元剤タンク２２を上面中央部が凹んだ側面視凹状、すなわち、前後両側に段差１４ａ，１４ａと高位面１４ｂ，１４ｂ、中央部に低位面１４ｃを有する形状に形成してもよい。
この両実施形態の場合、タンクカバー２３はフロントカバー１６とは別体に形成し、液体還元剤タンク２２を上方から、または図示のように上方と右側面とから覆う状態で設ければよい。
また、本発明はショベルに限らず、ショベルを母体として構成される解体機や破砕機等、液体還元剤を用いて排ガス中の窒素酸化物を還元浄化するシステムを備えた他の建設機械にも上記同様に適用することができる。
１ 下部走行体
２ 上部旋回体
３ 作業アタッチメントのブーム
６ 作業アタッチメント
７ アッパーフレーム
１０ エンジンルーム
１１ エンジン
１３ ボンネット
１４ 燃料タンク
１４ａ 燃料タンクの段差
１４ｂ 同高位面
１４ｃ 同低位面
１４ｄ 同給油口
１６ フロントカバー
１７ 機器室
１８ コントロールバルブ
１９ 昇降階段
２１ ブームフットピン
Ｏ ブームフットピン軸心(ブームフットピン挿脱線)
２２ 液体還元剤タンク
２２ａ 同タンクの補給口
２２ｂ 低位面
２３ タンクカバー
２４ 開閉蓋
Ｓ 液体還元剤タンク設置空間
２５ 遮熱板

Claims (8)

  1. エンジンに供給される燃料を貯留する燃料タンクと、液体還元剤を貯留する液体還元剤タンクとを備え、上記エンジンからの排ガス中の窒素酸化物を上記液体還元剤タンク内の液体還元剤を用いて還元浄化するように構成された建設機械において、上記燃料タンクの上面に段差を設けて、相対的に高さの高い高位面と高さの低い低位面とを形成するとともに、上記低位面の上方における上記高位面とほぼ同じ高さ位置にタンクカバーを設けて液体還元剤タンク設置空間を形成し、上記液体還元剤タンクを、同タンクに上記液体還元剤を補給するための補給口が上記液体還元剤タンクカバーの下面に接近する状態で上記液体還元剤タンク設置空間に設置したことを特徴とする建設機械。
  2. 上記燃料タンクを、高位面と低位面が階段状に連続する、側面から見てＬ字形に形成したことを特徴とする請求項１記載の建設機械。
  3. 下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体の後部にエンジンルームを設ける一方、このエンジンルーム前方の左右片側に上記燃料タンクを設け、上記低位面を燃料タンクの前面側に形成したことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械。
  4. 上記タンクカバーに、液体還元剤タンクに対する液体還元剤の補給のための開閉蓋を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械。
  5. 油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブを液体還元剤タンクに近接して設け、このコントロールバルブからの熱を液体還元剤タンクに対して遮断する遮熱部材を液体還元剤タンクとコントロールバルブとの間に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械。
  6. 下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体の後部に、ボンネットによって上面側が開閉されるエンジンルーム、このエンジンルーム前方の左右片側に上記燃料タンクをそれぞれ設けるとともに、この燃料タンクの前面側に上記液体還元剤タンク、さらにその前方にフロントカバーで覆われた機器室をそれぞれ設け、上記タンクカバーを上記フロントカバーと一体に形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の建設機械。
  7. 上記フロントカバーの上面に、上部旋回体の前端部から上記ボンネットに向かって先上がりとなる昇降階段を、上記タンクカバーがこの昇降階段の一部をなす状態で設けたことを特徴とする請求項６記載の建設機械。
  8. 下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体に、起伏自在な作業アタッチメントを構成するブームの基端部を、起伏支点となるブームフットピンによって取付け、上記液体還元剤タンク設置空間を、このブームフットピンを軸方向に抜き差しするためのブームフットピン挿脱線上に配置したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の建設機械。
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